RU2293631C2

RU2293631C2 - Welding set

Info

Publication number: RU2293631C2
Application number: RU2004117655/02A
Authority: RU
Inventors: Виктор Алексеевич Фролов (RU); Виктор Алексеевич Фролов; Владимир Андреевич Яровой (RU); Владимир Андреевич Яровой
Original assignee: Владимир Андреевич Яровой
Priority date: 2004-06-09
Filing date: 2004-06-09
Publication date: 2007-02-20
Also published as: RU2004117655A

Abstract

FIELD: mechanical engineering; welding.

SUBSTANCE: invention relates to welding arc supply sources and it can be used for welding in the field. Proposed welding set has generator, rectifier, welding electrodes, correcting link, pulse modulation unit, threshold unit and current regulator. Output of rectifier is connected with input of correcting link, output of current regulator and input of threshold unit. Output of correcting link is connected with input of pulse modulation unit, and outputs of pulse modulation unit and threshold unit are connected with input of current regulator. High economy, reliability and good characteristics of welding set are provided owing to positive voltage feedback forming dropping volt-ampere characteristic and operation of current regulator under pulse conditions.

EFFECT: provision of high economy, reliability and good technological properties of welding set.

2 dwg

Description

Изобретение относится к сварочному производству, а именно к источникам питания сварочной дуги, и может быть использовано для сварочных работ в полевых условиях.The invention relates to welding production, and in particular to power sources for the welding arc, and can be used for welding in the field.

В настоящее время для сварки используется большое количество разнообразных конструкций сварочных генераторов, у которых регулирование тока, формирование внешних вольтамперных характеристик производится в результате изменения тока обмотки возбуждения генератора.Currently, a large number of various designs of welding generators are used for welding, in which the current is regulated, the external current-voltage characteristics are formed as a result of a change in the excitation winding current of the generator.

Известна конструкция сварочного генератора [1], содержащая генератор, выпрямитель, регулятор тока. Недостатком этого устройства является низкая экономичность схемы управления, невысокие динамические свойства, высокая стоимость.A known design of a welding generator [1], containing a generator, a rectifier, a current regulator. The disadvantage of this device is the low efficiency of the control circuit, low dynamic properties, high cost.

Известен источник питания сварочной дуги [2], выбранный в качестве прототипа, содержащий генератор, выпрямитель, сварочные электроды, корректирующее звено, регулятор тока и пороговый блок.A known source of power for the welding arc [2], selected as a prototype, containing a generator, a rectifier, welding electrodes, a corrective element, a current regulator and a threshold block.

В известном устройстве изменение тока в обмотке возбуждения производится непрерывно, транзисторы регулятора тока работают в активном режиме на линейном участке выходных характеристик транзистора, поэтому на транзисторах рассеивается значительная тепловая мощность. Для обеспечения линейности управления схема должна иметь высокий коэффициент усиления по напряжению и температурную стабильность. Исходя из вышеперечисленного, недостатком известного устройства является низкий коэффициент полезного действия, невысокая надежность схемы управления, сложность настройки схемы управления.In the known device, the current in the field winding is continuously changed, the current regulator transistors operate in an active mode on the linear section of the output characteristics of the transistor, therefore, significant thermal power is dissipated by the transistors. To ensure linear control, the circuit must have a high voltage gain and temperature stability. Based on the above, the disadvantage of the known device is the low efficiency, low reliability of the control circuit, the complexity of tuning the control circuit.

Недостатки известного устройства устраняются в результате использования новых блоков и взаимосвязей между ними. Сущность заявляемого изобретения состоит в том, что в него дополнительно включен блок импульсной модуляции, при этом выход выпрямителя соединен с входом корректирующего звена, выходом регулятора тока и входом порогового блока, выход корректирующего звена соединен с входом блока импульсной модуляции, а выходы блока импульсной модуляции и порогового блока соединены с входом регулятора тока.The disadvantages of the known device are eliminated as a result of the use of new blocks and the relationships between them. The essence of the claimed invention lies in the fact that it additionally includes a pulse modulation unit, while the output of the rectifier is connected to the input of the correction link, the output of the current regulator and the input of the threshold block, the output of the correction link is connected to the input of the pulse modulation block, and the outputs of the pulse modulation block and threshold block connected to the input of the current regulator.

Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что заявленное устройство отличается наличием блока импульсной модуляции и его связями с остальными элементами устройства. Таким образом, заявляемое устройство соответствует критерию изобретения "новизна". Сравнение заявляемого решения не только с прототипом, но и с другими техническими решениями в данной области техники позволило выявить в них признаки, отличающие заявляемое решение от прототипа, что позволяет сделать вывод о соответствии критерию "изобретательский уровень".Comparative analysis with the prototype shows that the claimed device is characterized by the presence of a pulse modulation unit and its relationships with other elements of the device. Thus, the claimed device meets the criteria of the invention of "novelty." Comparison of the proposed solution not only with the prototype, but also with other technical solutions in the art allowed us to identify signs that distinguish the claimed solution from the prototype, which allows us to conclude that the criterion of "inventive step".

На фиг.1 представлена структурная схема сварочного агрегата. Схема содержит генератор 1, выпрямитель 2, сварочные электроды 3, корректирующее звено 4, блок импульсной модуляции 5, пороговый блок 6, регулятор тока 7. На фиг.2 представлена принципиальная схема сварочного агрегата. Сварочный генератор 1 имеет силовые обмотки, соединенные треугольником, выпрямитель 2 представляет собой трехфазную мостовую схему выпрямления, корректирующее звено 4 собрано на элементах 8, 9, 10, сопротивление 8 изменяет наклон статической вольт-амперной характеристики. Блок импульсной модуляции 5 состоит из микросхем 11 и 12 сопротивлений 13 и 14, конденсаторов 15, 16, 17. Пороговый блок 6 собран на транзисторе 18, стабилитроне 19, делителе напряжений сопротивления 20, 21. Блок регулирования 7 состоит из обмотки возбуждения генератора 22, сопротивления 23, регулирующего транзистора 24.Figure 1 presents the structural diagram of the welding unit. The circuit includes a generator 1, a rectifier 2, welding electrodes 3, a corrective link 4, a pulse modulation unit 5, a threshold unit 6, a current regulator 7. Figure 2 shows a schematic diagram of a welding unit. The welding generator 1 has power windings connected by a triangle, the rectifier 2 is a three-phase rectification bridge circuit, the correcting link 4 is assembled on elements 8, 9, 10, resistance 8 changes the slope of the static current-voltage characteristic. The pulse modulation unit 5 consists of chips 11 and 12 of the resistances 13 and 14, capacitors 15, 16, 17. The threshold unit 6 is assembled on a transistor 18, a zener diode 19, a voltage divider 20, 21. The control unit 7 consists of an excitation winding of the generator 22, resistance 23, the regulating transistor 24.

Схема работает следующим образом: при вращении ротора генератора 1 из-за наличия остаточного магнетизма появляется небольшая ЭДС, которая подается через корректирующее звено 4 на вход блока импульсной модуляции 5, в качестве импульсной модуляции может использоваться частотно-импульсная модуляция, фазоимпульсная модуляция, широтно-импульсная модуляция. В схеме используется широтно-импульсная модуляция. Блок широтно-импульсной модуляции собран на электронных таймерах, микросхемы 11, 12, типа КР1006ВИ1, сопротивления 13, 14, конденсаторы 16, 17 служат для задания режима, конденсатор 15 помехозащитный. На микросхеме 11 собран генератор. На микросхеме 12 ждущий мультивибратор. При подаче возрастающего сигнала с выхода корректирующего звена на вход блока импульсной модуляции длительность управляющих импульсов, подаваемых на вход блока регулирования 7, увеличивается. Блок регулирования состоит из обмотки возбуждения 22 и транзистора 23, работающего в ключевом режиме, резистор 23 необходим для ограничения силы тока. При увеличении длительности управляющего импульса время открытого, насыщенного состояния транзистора 24 возрастает, возрастает и напряжение и на выходе генератора. Рост напряжения происходит до тех пор, пока не включится пороговый блок 6. При пробое стабилитрона 19 транзистор 18 шунтирует вход блока регулирования, и напряжение на выходе сварочного генератора дальше не возрастает. При снижении напряжения на выходе генератора блок широтно-импульсной модуляции уменьшает ширину импульса, соответственно время включения транзистора 24 уменьшается, ток обмотки возбуждения 22 также уменьшается. Таким образом, формируется падающая вольтамперная характеристика. Корректирующее звено 4 служит для увеличения устойчивости и получения необходимых динамических свойств и статических характеристик сварочного генератора.The scheme works as follows: when the rotor of the generator 1 rotates due to the presence of residual magnetism, a small EMF appears, which is fed through the correction link 4 to the input of the pulse modulation unit 5, pulse-frequency modulation, phase-pulse modulation, pulse-width modulation can be used as pulse modulation modulation. The circuit uses pulse width modulation. The pulse-width modulation unit is assembled on electronic timers, microcircuits 11, 12, type KR1006VI1, resistance 13, 14, capacitors 16, 17 are used to set the mode, the capacitor 15 is noise-protective. On chip 11, a generator is assembled. On the chip 12, a waiting multivibrator. When applying an increasing signal from the output of the correction link to the input of the pulse modulation unit, the duration of the control pulses supplied to the input of the control unit 7 increases. The control unit consists of a field coil 22 and a transistor 23 operating in a key mode, a resistor 23 is necessary to limit the current strength. With an increase in the duration of the control pulse, the time of the open, saturated state of the transistor 24 increases, so does the voltage at the output of the generator. The voltage increases until the threshold unit 6 is turned on. When the zener diode 19 is broken, the transistor 18 shunts the input of the control unit, and the voltage at the output of the welding generator does not increase further. When the voltage at the output of the generator is reduced, the pulse-width modulation unit reduces the pulse width, respectively, the turn-on time of the transistor 24 decreases, the field current 22 also decreases. Thus, a falling current-voltage characteristic is formed. Corrective link 4 is used to increase stability and obtain the necessary dynamic properties and static characteristics of the welding generator.

Экспериментальные исследования сварочного генератора подтвердили высокую экономичность, надежность, хорошие сварочно-технологические свойства.Experimental studies of the welding generator have confirmed high efficiency, reliability, good welding and technological properties.

Источники информацииInformation sources

1. Оборудование для дуговой сварки: Справочное пособие. /Под ред. В.В.Смирнова. - Л.: Энергоатомиздат. - 1986. - С.539-547.1. Equipment for arc welding: a reference guide. / Ed. V.V.Smirnova. - L .: Energoatomizdat. - 1986. - S.539-547.

2. Пат. RU 2056233. Источник питания сварочной дуги.2. Pat. RU 2056233. Power source for the welding arc.

Claims

A welding unit comprising a generator, a rectifier, welding electrodes, a correcting element, a current regulator, a threshold block, characterized in that an additional pulse modulation unit is introduced into it, wherein the rectifier output is connected to the input of the correcting link, the output of the current regulator, and the input of the threshold block, the output of the correction link is connected to the input of the pulse modulation unit, and the outputs of the pulse modulation unit and the threshold block are connected to the input of the current regulator.